Hoe bereken je de druksterkte van een buis?

[Bert]

Het boek "Roark's formulas for stress and strain" (oudere uitgaves "Roark & Young's formulas for stress and strain" staat vol met formules voor het berekenen van spanningen en vervorming in allerlei situaties waaronder een hele zooi formules voor buizen onder druk.

Weet je toevallig ook op wat voor site dat staat?

Het is een boek en is iedere wetenschappelijke boekhandel te vinden (en ook veel niet-wetenschappelijke trouwens, bijvoorbeeld bij Donner in Rotterdam).

[bats]

Dat klopt, D2 is inderdaad D^2 en (t/d)1,5 is inderdaad (t/d)^(3/2), maar wat wil je daar mee zeggen?

Dat P een dimensie kracht heeft (en geen druk!)

Dat P een dimensie kracht heeft? Ik dacht dat F staat voor kracht in Newton(N). De F van Force en de P van Pressure.

Maar misschien is dat een andere eenheid, daar de formules in Engelse eenheden staat.

[Bart]

Dat P een dimensie kracht heeft? Ik dacht dat F staat voor kracht in Newton(N). De F van Force en de P van Pressure.

Maar misschien is dat een andere eenheid, daar de formules in Engelse eenheden staat.

Symbolen zijn gewoon symbolen. Of ik nou de kracht F of K of P of de Russische L noem maakt geen zak uit.

Dimensie analyse daarentegen wel:

P=6D²(t/D)<sup3/2[/sup] x q.

q=treksterkte (in N/mm2)

t=wanddikte (in mm)

D=binnendiameter (in mm)

P = [mm]²([mm]/[mm])^3/2[N mm^-2] = [N]

Dimensie van P is dus Newton. Dus of de vergelijking klopt niet of P is een kracht..

[bats]

Voor het eerste deel:



De druk in de buis (rode pijlen) werken naar boven en naar onder op de normaal (dus niet op het hele buisoppervlak, alleen op het loodrechte vlak). Als reactie is er een druk op de buiswand (blauwe pijlen). Beide drukken gelden voor dezelfde lengte, dus de lengte van de buis maakt niet uit.

Het beste is het te begrijpen is om alles naar krachten om te rekenen maar het is in principe niet nodig (als voorbeeld een lengte van 1 meter, maar in principe zijn de drukken onafhankelijk de lengte):

F=P*A

voor de beide blauwe pijlen aan bijv de linkerkant geldt P=treksterkte, en A=6*1000 mm^2, dus F=3,12e6. Linker- en rechterkant opgeteld: F=6,24e6.

voor in de buis geldt ook F=P*A. F=6,24e6 en A=18*1000*2 (x2 omdat de druk naar onder en boven op het loodrechte oppervlak werkt), dus P=173,3 N/mm^2, ofwel 1733 bar.

Ga je niet naar krachten omrekenen maar druk per lengte-eenheid: Pwand=2*6*520=6240 (Pa/mm_lengte); Pvloeistof=6240/(2*18)=173,3 N/mm^2, ofwel 1733 bar.

En geldt deze formule ook voor snelle drukstijgingen, zoals bij explosies? Zo nee, hoe bereken je dat dan? Is daar ook een formule voor om zoiets uit te rekenen? Ook bij een (ik noem het een snelle drukstijging) snelle drukstijging is er een bepaalde hoeveelheid druk voor nodig die hoog genoeg is gedurende korte tijd om de buis te doen bezwijken (instantaan bezwijken). Maar hoe bereken je zoiets?

Mogelijk dat het materiaal zich anders gaat gedragen onder snelle, hoge drukstijgingen. Ik kan me voorstellen dat het materiaal niet de kans heeft voldoende platisch te vervormen en niet de treksterkte haalt (en dus eerder bezwijkt). Bij bijv. een explosie is de druk ook niet evenredig verdeeld en kom je meteen op het eindige elemten gebied terecht. Er is dus ook geen standaard formule voor. Zoiets wordt berekend met behulp van eindige elementen methoden voor materialen en is een studie opzich.

In het eertse deel van druksterkte heb ik een nieuwe vraag. Trouwens nog bedankt voor het antwoord.

Een vraag net zoals de stationaire toestand van het laten bezwijken van een buis d.m.v. waterdruk, maar dan nu geen stalen buis maar een buis van PVC.

Stel ik heb nu een idem dito buis met een wand van 6mm dik en een binnendiameter van 18mm maar dan nu van PVC, hard PVC, daar waar ook afvoerpijpen veelal van gemaakt zijn.

Goed de bedoeling is ik wil weten hoeveel druk het (hard)PVC buisje aankan door het te vullen met water en er voor te zorgen dat er geen druk wegkan (verzegelen) en hem daarna aan de compressor zet. Daarbij is het van belang dat ik even de treksterkte erbij zet van PVC, ik weet niet precies hoe groot de treksterkte van PVC is, maar heel wat minder dan die van staal(52). Maar goed laat ik stellen dat de treksterkte van PVC zeg maar 1/10 is dan van staal52 (520N/mm2) dus van PVC is in dit geval de treksterkte 52N/mm2.

Bereken je nu voor zoiets precies hetzelfde als dan dat het van staal was geweest zoals in het eerste voorbeeld.

Dus. P= 2 *52*6/ 2*18 =17,33N/mm2 ~~ 173bar?

Zo ja, dan zal dat ook wel gelden voor alle andere materialen waar zo'n pijpje van gemaakt kan zijn, bijv. hout, glas, karton ,ed.

Zo nee, hoe reken je het dan uit?

[Anonymous]

Bereken je nu voor zoiets precies hetzelfde als dan dat het van staal was geweest zoals in het eerste voorbeeld.

Met de gegeven berekening bepaal je kracht/druk in het materiaal waarvan de buis is gemaakt. Die berekening gaat in principe altijd op. Maar verschillende materialen gedragen zich weer anders onder die druk. PVC zal bijvoorbeeld veel meer plastisch vervormen alvorens te scheuren dan bij staal/ijzer (door deze grote plastische vervorming wordt mogelijk de treksterkte ook weer beinvloed). Glas daarintegen vertoont vrijwel geen plastische vervorming en breekt gewoon (en het moment van breken van glas is ook nog eens niet nauwkeurig vast te stellen). Een hout gedraagt zich al helemaal anders omdat dit uit vezels bestaat die geordend liggen in een bepaalde richting (niet-isotroop).

Je bepaald dus de druk in het materiaal en gaat dan na hoe het materiaal zich gedraagt onder die druk.

[bats]

Het boek "Roark's formulas for stress and strain" (oudere uitgaves "Roark & Young's formulas for stress and strain" staat vol met formules voor het berekenen van spanningen en vervorming in allerlei situaties waaronder een hele zooi formules voor buizen onder druk.

Weet je toevallig ook op wat voor site dat staat?

Het is een boek en is iedere wetenschappelijke boekhandel te vinden (en ook veel niet-wetenschappelijke trouwens, bijvoorbeeld bij Donner in Rotterdam).

Dat boek wat je me advieseerd, dat zal wel Engelstalig zijn. Maar is het ook in het Nederlandstalig?

[Leendert]

Opzich leuk iets maar in praktrijk zal je lasnaad het niet houden. Of jij bent prof meester profesor............. lasser.

[Bro]

Er bestaan lassen die sterker zijn dan de construktie zelf.

[king nero]

Er bestaan lassen die sterker zijn dan de construktie zelf.

I second that...